【正文】 52對數(shù)碼管和發(fā)光管采用動態(tài)掃描驅(qū)動，順序為DIG0 至DIG7，當其中一個引腳吸入電流時，其它引腳則不吸入電流。l 可選兩種封裝：SOP2DIP24S，引腳與CH451 芯片兼容。（4）其它l 內(nèi)置時鐘振蕩電路，不需要外部提供時鐘或者外接振蕩元器件，更抗干擾。l 2 線串行接口：時鐘速度從500Hz 到200KHz，兼容兩線I2C 總線，節(jié)約引腳。l 4 線串行接口：DIN 和DCLK 信號線可以與其它接口電路共用，節(jié)約引腳。（3）外部接口l 同一芯片，可選高速的4 線串行接口或者經(jīng)濟的2 線串行接口。l 提供按鍵釋放標志位，可供查詢按鍵按下與釋放。l 內(nèi)置按鍵狀態(tài)輸入的下拉電阻，內(nèi)置去抖動電路。l 可以選擇字驅(qū)動輸出極性，便于外部擴展驅(qū)動電壓和電流。l 64 級光柱譯碼，通過64 個LED 組成的光柱顯示光柱值。l 各數(shù)碼管的數(shù)字獨立閃爍控制，可選快慢兩種閃爍速度。l BCD 譯碼支持一個自定義的BCD 碼，用于顯示一個特殊字符。 CH452工作原理圖 3 特點 （1）顯示驅(qū)動l 動態(tài)顯示掃描控制，直接驅(qū)動8 位數(shù)碼管、64 位發(fā)光管LED 或者64 級光柱。 2 芯片CH452介紹 CH452是數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描控制芯片。 雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的，而在同一時刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于LED顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔時間足夠短，則可以造成多位同時亮的假象，達到同時顯示的效果。同樣，在下一時刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時刻，只有選通位顯示出相應的字符，而其他各位則是熄滅的。若要各位LED能夠同時顯示出與本位相應的顯示字符，就必須采用動態(tài)顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線則處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段碼線上輸出相應位要顯示的字符段碼。 。（二） 方案框圖 單片機作為控制的核心，一方面對機床的運動方向和位移量進行控制，另外還將與鍵盤對應的位移信息顯示在LED上，并實現(xiàn)與PC機的通信以及對報警的處理。設計采用單片機對系統(tǒng)進行控制，單片機的包括鍵盤與顯示的控制、與PC機的串口通訊、以及電機輸入輸入輸出信號的控制。由于時間倉促和自己知識水平有限，在設計中難免會有些許瑕疵，懇請老師指正。 本設計完成了如下要求： （1）單片機控制系統(tǒng)電路原理圖的設計 （2）控制系統(tǒng)電路印制版的繪制 （3）利用單片機編程實現(xiàn)兩坐標系統(tǒng)的手動、自動和回位等運動 （4）實現(xiàn)兩坐標工作臺極限移動的保護及顯示、報警 （5）設計交流電機的點動、正反轉(zhuǎn)控制和星三角形啟動的電氣控制原理圖 （6）電氣控制電路有相應的保護電路（過載、過壓、欠壓等） （7）熟悉機電系統(tǒng)常用元器件（PLC、交流電機、直流電機、步進電機） 此次 “機電一體化課程設計”主要簡單設計出數(shù)控機床系統(tǒng)，其實離實際真正工業(yè)用數(shù)控機床還有很大的距離。其驅(qū)動速度和指令脈沖能嚴格同步，具有較高的重復定位精度，并能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)。因此將專用機床設計成微機數(shù)控機床已成為機床設計的發(fā)展方向之一。采用微機數(shù)控機床進行機械加工的最大優(yōu)點是能夠有效地提高中、小批零件的加工生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。機電一體化使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。關(guān)鍵詞：鍵盤操作，單片機控制，數(shù)碼管顯示。設計的總體思路是準確安全的對工作臺和電機進行控制。機電一體化綜合課程畢業(yè)論文目 錄一、前言 4二、總體方案設計 6（一） 總體分析 6 （二） 方案框圖 6三、單元模塊設計 7（一） 鍵盤與顯示模塊 71 模塊工作原理 72 芯片CH452介紹 83 特點 94 顯示驅(qū)動原理 115 鍵盤掃描原理 13 （二） 單片機控制單元模塊電路 151 控制原理 152 光電耦合電路 163 芯片介紹 17（三） 串行通信模塊 211 RS232通信協(xié)議 212 串行通信電路 23四、電機與電氣控制電路設計 24（一） 步進電機模塊 24 1 步進電機的工作原理 242 步進電機的步距角與工作拍數(shù) 273 步進電機的頻率特性 28（二） 交流電機正反轉(zhuǎn)控制原理 30（三） 交流電機的星—三角形啟動 32（四） 電氣元件介紹 32五、設計總結(jié)、致謝 35六、參考文獻 37附錄Ⅰ：單片機控制系統(tǒng)電路原理圖設計 38附錄Ⅱ:電氣控制原理圖1 39附錄Ⅲ:電氣控制原理圖2 40第 1 頁 機電一體化綜合課程設計 摘 要：本設計是完成一兩坐標步進電機驅(qū)動運動工作臺控制系統(tǒng)的設計；完成交流電機啟停的電氣控制系統(tǒng)設計。其硬件部分共包括鍵盤操作、單片機控制、輸入電路、控制電路、顯示電路等五個主要組成部分。 位置信號和按鍵信息通過傳輸線傳送給單片機和鍵盤接口芯片，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，將按鍵信息串行方式傳送給單片機，單片機通過相應的程序，向控制回路發(fā)送控制信號，進而控制工作臺的動作，實現(xiàn)對硬件設備的控制。第 0 頁 一、前言 機電一體化是以機械技術(shù)和電子技術(shù)為主題，多門技術(shù)學科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科。 本設計中提到的微機數(shù)控機床是利用單板或單片微機對機床運動軌跡進行數(shù)控及對機床輔助功能動作進行程序控制的一種自動化機械加工設備。此外，由于微型計算機具有價格低、體積小、性能可靠和使用靈活等特點，微機數(shù)控機床的一次性投資比全功能數(shù)控機床節(jié)省得多，且又便于一般工人掌握操作和維修。本設計中用到的步進電機是一種將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的控制驅(qū)動元件，具有快速起動和停止的特點。它的運行速度和步距不受電源電壓波動及負載的影響，因而被廣泛應用于數(shù)模轉(zhuǎn)換、速度控制和位置控制系統(tǒng)。經(jīng)過討論，擬設計兩坐標步進電機驅(qū)動運動工作臺控制系統(tǒng)和交流電機啟停的電器控制系統(tǒng)，單元模塊包括：單片機控制電路，鍵盤接口電路，鍵盤電路，顯示電路，輸入電路，控制電路，PC接口電路等。二、總體方案設計（一） 總體分析 本次設計實現(xiàn)的是一兩座標步進電機驅(qū)動運動工作臺控制系統(tǒng)的設計。電機的輸入信號包含報警監(jiān)測，在機床邊緣運用一個接近開關(guān)即可實現(xiàn)此目的。 總體方案設計圖三、單元模塊設計（一） 鍵盤與顯示模塊 1 模塊工作原理 本單元模塊電路的功能是通過對單片機編程，使當前按鍵信息在8個LED上顯示出來，由芯片CH452來對數(shù)碼管進行驅(qū)動，并對鍵盤進行掃描。在同一時刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話，8位LED將顯示相同的字符。這樣，在同一時刻，8位LED中只有選通的那一位顯示出字符，而另一位則是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使兩位分別顯示出將要顯示的字符。 顯示單元模塊電路圖 鍵盤的掃描原理與數(shù)碼管的掃描顯示原理類似，依次將矩陣鍵盤的某行或某列置一，再逐個判斷改行或該列上是否有信號為高，有則說明兩座標相交處的